CMI 2I2A

Basiquement, le terme de voiture autonome désigne une automobile capable de fonctionner sans conducteur, autrement dit, capable de se déplacer d’un point A à un point B sans intervention humaine.

Historique :

On assiste aux prémices de la voiture autonome au début du XX^ème siècle, même si on est bien loin de ce que l’on peut connaître aujourd’hui. Dans les années 1920, l’homme est capable de conduire à distance depuis un autre véhicule par radio.

D’autres prototypes sont développés durant les décennies suivantes.

Au cours des années 1980, ces prototypes roulent sur des routes sans trafic, guidés par le système LiDAR (capteurs laser permettant de cartographier un environnement en 3D).

Durant les années 1990, on voit naître des véhicules circulant en contrôle automatique à 98% sur des routes avec trafic, exploités sur des circuits prédéfinis.

Tout s’accélère depuis les années 2000 avec l’intervention de l’armée américaine et ses grands challenges, notamment avec l’organisation d’une course durant laquelle les véhicules doivent parcourir plus de 200km à la frontière de la Californie et Nevada. En 2004, seulement 11.78 kilomètres sont parcourus, alors qu’en 2005, la course est terminée par cinq participants dont un en moins de sept heures.

En 2007, la course, devenue un parcours de 96 kilomètres dans un environnement urbain initialement d’une durée de moins de six heures, est finie en un peu plus de quatre heures par trois équipes, dans le respect du code de la route

Terminologie sur la notion d’autonomie :

Il existe plusieurs niveaux d’autonomie concernant la voiture :

Des défis et des problèmes :

Face à l’essor des voitures plus ou moins autonomes, de nombreux défis se dressent face au développement de cette technologie. En effet, ces véhicules fonctionnant sur des modèles, nécessitent une grande quantité d’images et de vidéos de tout ce qu’ils pourraient rencontrer durant leur utilisation. Il faut aussi trouver un moyen d’éviter les inclusions de règles comme par exemple « si x se produit, alors faire y« , type de raisonnement qui ne convient pas aux situations de la vie courante et de la route. La compréhension de l’environnement et de toutes les entités entourant le véhicule reste aussi un défi. Enfin, ces véhiculent doivent être capables de réagir dans des situations jamais rencontrées et non implémentées dans le modèle.

La voiture autonome pose aussi problème sur le plan éthique. En effet, imaginons une situation d’accident tuant soit les passagers, soit d’autres usagers de la route, la voiture doit dans cette situation faire un choix. Cela pose aussi problème sur le plan juridique car on ne sait pas qui blâmer dans ce cas-là ? Le fabriquant ? L’ingénieur qui a développé l’algorithme ? le client ?

Le plan de la sécurité est aussi impacté car qui dit voiture autonome dit informatique, et qui dit informatique dit piratage. Ces voitures pourraient être les cibles de pirates et mettre en danger leur utilisateur et/ou les autres usagers de la route.

Le développement de la voiture autonome continue donc d’être un sujet complexe, à aborder de manière consciencieuse et minutieuse afin d’assurer la sécurité de tous.

Un atelier pour la Fête de la Science 2022

Derrière ce titre volontairement accrocheur, se cache une initiation ludique à la programmation en Python, qui s’adresse à des élèves de collège et lycée. Il s’agira de faire fonctionner et de modifier une version écrite en Python, d’un des premiers jeux vidéo dits « d’arcade » (Blockade, 1976, voir photo).

• Date : vendredi 14 octobre 2022
• Lieu : CERI, salle stat 9
• Horaires : 9h15 – 16h
• Animateurs : Pierre Jourlin & Jarod Duret

Procédure :

• Se connecter sur l’ordinateur avec l’identifiant et mot de passe donné sur papier par vos animateurs
• Ouvrir un « terminal » (CTRL+ALT+T)
• tapez « python3 -m pip install -U pygame --user » et appuyez sur <entrée>
• tapez « geany & » appuyez sur <entrée>
• copiez le code source suivant dans la fenêtre de l’éditeur :

import pygame
import time
import random
 
pygame.init()
 
# Définition des couleurs en composante (Rouge, Vert, Bleu) 
blanc = (255, 255, 255)
jaune = (255, 255, 102)
noir = (0, 0, 0)
rouge = (213, 50, 80)
vert = (0, 255, 0)
bleu = (50, 153, 213)
 
largeur_plateau = 600
hauteur_plateau = 400
 
plateau = pygame.display.set_mode( ( largeur_plateau, hauteur_plateau ) )
pygame.display.set_caption("Le Serpent Numérique du LIA")
 
horloge = pygame.time.Clock()
 
taille_bloc = 20
vitesse_serpent = 5
 
style_caractères = pygame.font.SysFont("bahnschrift", 25)
style_scores = pygame.font.SysFont("comicsansms", 35)
 
 
def votre_score(score):
    valeur = style_scores.render("Votre Score: " + str(score), True, jaune)
    plateau.blit(valeur, [0, 0])
 
def notre_serpent(taille_bloc, corps_serpent):
    for x in corps_serpent:
        pygame.draw.rect(plateau, noir, [x[0], x[1], taille_bloc, taille_bloc])
 
def message(msg, color, décalage=0):
    mesg = style_caractères.render(msg, True, color)
    plateau.blit(mesg, [largeur_plateau / 6, hauteur_plateau / 3+décalage])
 
def boucle_jeu():
    fin_jeu = False
    ferme_jeu = False
 
    x1 = largeur_plateau / 2
    y1 = hauteur_plateau / 2
 
    x1_change = 0
    y1_change = 0
 
    corps_serpent = []
    longueur_serpent = 1
 
    repas_x = round(random.randrange(0, largeur_plateau - taille_bloc) / taille_bloc) * taille_bloc
    repas_y = round(random.randrange(0, hauteur_plateau - taille_bloc) / taille_bloc) * taille_bloc
 
    while not fin_jeu:
 
        while ferme_jeu == True:
            plateau.fill(bleu)
            message("Zut ! Vous avez perdu !", rouge)
            message("Appuyez sur J pour jouer encore", jaune, 20)
            message("ou sur Q pour quitter le jeu.", jaune, 40)
            votre_score(longueur_serpent - 1)
            pygame.display.update()
 
            for évènement in pygame.event.get():
                if évènement.type == pygame.KEYDOWN:
                    if évènement.key == pygame.K_q:
                        fin_jeu = True
                        ferme_jeu = False
                    if évènement.key == pygame.K_j:
                        boucle_jeu()
 
        for évènement in pygame.event.get():
            if évènement.type == pygame.QUIT:
                fin_jeu = True
            if évènement.type == pygame.KEYDOWN:
                if évènement.key == pygame.K_LEFT:
                    x1_change = -taille_bloc
                    y1_change = 0
                elif évènement.key == pygame.K_RIGHT:
                    x1_change = taille_bloc
                    y1_change = 0
                elif évènement.key == pygame.K_UP:
                    y1_change = -taille_bloc
                    x1_change = 0
                elif évènement.key == pygame.K_DOWN:
                    y1_change = taille_bloc
                    x1_change = 0
 
        if x1 >= largeur_plateau or x1 < 0 or y1 >= hauteur_plateau or y1 < 0:
            ferme_jeu = True
        x1 += x1_change
        y1 += y1_change
        plateau.fill(bleu)
        pygame.draw.rect(plateau, vert, [repas_x, repas_y, taille_bloc, taille_bloc])
        tête_serpent = []
        tête_serpent.append(x1)
        tête_serpent.append(y1)
        corps_serpent.append(tête_serpent)
        if len(corps_serpent) > longueur_serpent:
            del corps_serpent[0]
 
        for x in corps_serpent[:-1]:
            if x == tête_serpent:
                ferme_jeu = True
 
        notre_serpent(taille_bloc, corps_serpent)
        votre_score(longueur_serpent - 1)
 
        pygame.display.update()
 
        if x1 == repas_x and y1 == repas_y:
            repas_x = round(random.randrange(0, largeur_plateau - taille_bloc) / taille_bloc) * taille_bloc
            repas_y = round(random.randrange(0, hauteur_plateau - taille_bloc) / taille_bloc) * taille_bloc
            longueur_serpent += 1
        horloge.tick(vitesse_serpent)
    pygame.quit()
    quit()

• Les animateurs vont vous expliquer rapidement ce code source
• Enregistrez le fichier sous le nom « serpent.py » et revenez au terminal
• Dans le terminal, tapez « python3 serpent.py« 
• Jouez 2 ou 3 parties 🙂
• Modifiez quelques paramètres élémentaires du jeu :
  • Les couleurs
  • Taille du plateau
  • Textes
  • Taille Serpent
  • Vitesse serpent
  • Style des caractères
• Ajoutez quelques fonctions :
  • Changer longueur initale du serpent
  • Repas vert -> allongement de 1
  • Repas jaune -> allongement de 2
  • Repas rouge -> allongement de 3
  • allongement -> augmentation/réduction vitesse
  • Création d’un hall of Fame
  • 2 joueurs (difficile)
• A tout moment, n’hésitez pas à demander de l’aide aux animateurs
• A vous de jouer et à vous de créer !

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Qu’est ce qu’une voiture autonome

Pour commencer, un dispositifs autonome est un dispositif fonctionnant de manière indépendante c’est à dire avec une intervention humaine partiel ou inexistante.

Les voitures autonomes sont des véhicules capables de garder la voiture sur la route, respecter les limites de vitesses ainsi que de freiner d’urgence. Tout cela est rendu possible grâce à un dispositif présent sur les nouvelles voitures. Il existe plusieurs niveaux d’autonomies allant du niveau 0 jusqu’au niveau 5:
-niveau 0:Déclenchement d’avertissements
-niveau 1: Aide à la conduite (hand on)
-niveau 2 : Autonomie partielle (hand off)
-niveau 3 : Autonomie conditionnelle (eyes off)
-niveau 4 : Haute autonomie (mind off)
-niveau 5 : Autonomie complète (sans volant)

L’histoire de la voiture autonome

Depuis les années 1920 la conduite à distance est rendu possible depuis une autre voiture par radio. Dans les années 50 que les premiers prototypes interagissant avec des câbles magnétiques apparait dans la soude d’un circuit. En 2005 le cap des 200 kilomètres est franchit, en 2007, la voiture est capable de parcourir 96 km en moins de 6h tout en respectant les règles de circulation. Mais c’est à partir de 2010 que tout s’accélère avec les tests de système autonome, une aide financière importante de la part des plus grands pays du monde comme la Chine ou encore les États-Unis. De nouvelle concurrence apparait avec entre autre Google et Tesla.

Comment fonctionne une voiture autonome

Plusieurs domaine intervienne dans le fonctionnement d’une voiture autonome: la vision par ordinateur, la fusion des capteurs, la localisation.

La vision par ordinateur permet de représenter l’environnement de la voiture en mouvement grâce à de la détection visuelle, à l’aide de caméras, de radars, de capteurs d’ultra son et de LidaR (laser).
Le vision des capteurs combine plusieurs informations différentes issus de plusieurs sources.
La localisation rends plus précis le positionnement de la voiture grâce à l’aide de l’utilisation du GPS précis d’un à deux mètres ainsi que des capteurs mesurant la distance exacte par rapport à des repères (utilisation de la trilatération). De plus, la localisation utilise un modèle d’apprentissage profond, il est préférable de posséder un gros modèle plutôt que des erreurs en cascade.

L’impact social de ces voitures

La création de ces voitures ont un impact important sur la société actuelle ainsi que sur l’industrie automobile. En effet, elle entraine des changements technologiques majeurs et une stagnation du nombre de voiture par personne, un utilisateur garde sa voiture de plus en plus longtemps.
Il y a un impact sur la santé et le quotidien des usagers, Tout d’abord le nombre d’accident mortel diminuerai fortement mais en contre partie, on pourrait observer une augmentation du trafic. Ceci entrainerait une forte augmentation de la pollution ainsi que des nuisances sonores mais aussi une augmentation du sédentarisme car moins d’effort physique pour les usagers (marche, vélo). Enfin, il pourrait y avoir un problème d’éthique; prenons un exemple: une voiture autonome roulant très vite, une voiture qui bloque un coté de la route, et des piétons marchant sur l’autre coté. La voiture doit faire le choix de soit s’écraser violemment contre la voiture à l’arrêt et ainsi tuer les passagers en son bord au bien protéger les passagers de la voiture et écraser, faire un écart pour éviter la voiture à l’arrêt et ainsi écraser les piétons.
Il y aura un impact sur la planification urbaine . En effet les voitures étant autonomes il y aurait moins de signalisation sur les routes et une baisse radicale des stationnement.
En ce qui concerne la sécurité, la collecte d’information sur le trajet serait un impact sur la vie privée des utilisateurs et impacterait en conséquent leur vulnérabilité.

Article écrit par Erwan VINET, Akram OUMIMOUNE et Théo ARMAGHAN